Негативные факторы техносферы

1. Оценка дозовой нагрузки от естественного фона радиации и техногенных источников.

Определить индивидуальную дозу облучения населения за год при указанных условиях.

Исходные, справочные и рассчитанные данные по естественному фону радиации и техногенным источникам облучения.

Решение:

• 4*31*24 =2976 ч
• 2*30*24 = 1440 ч
• 28*24 = 672 ч
• 2976 + 1440 + 672 = 5088 ч
• 5088 ч *12 мкР/ч = 61 056 мкР — доза облучения, полученная за 7 месяцев проживания на местности с естественным радиационным фоном 12 мкР/ч.
• 3*31*24 = 2232 ч
• 2*30*24 = 1440 ч
• 2232 + 1440 = 2763 ч
• 2763 ч * 19 мкР/ч = 52 497 мкР — доза облучения, полученная за 5 месяцев проживания на местности с естественным радиационным фоном 19 мкР/ч.

Годовая доза от естественного фона радиации:

61 056 + 52 497 = 113 553 мкР Суммарная годовая доза.

0,113 553 БЭР + 41 мБЭР = 0,113 553 + 0,041 БЭР = 0.154 553 БЭР Продолжительность облучения.

5088 ч + 2763 ч = 7851 ч Вывод: Люди, находящиеся на данной территории получат эквивалентную дозу 0,154 553 Зв.

НРБ предусматривает стандартную продолжительность облучения 8800 часов в год (731 ч. В месяц).

В данном случае продолжительность облучения 7851 ч., что на 949 часов меньше стандартной продолжительности облучения.

2. Определение мощности дозы от точечного источника радиации.

В практике часто приходится иметь дело с точечными источниками радиации. Такими источниками комплектуется дозиметрические и радиометрические приборы, установки промышленной дефектоскопии, установки для предпосевной обработки семян, радиационной обработки с.-х. продукции, закладываемой на хранение, устройства для радиационных методов борьбы с вредителями и т. д.

Для определения мощности дозы (Р) от точечного источника пользуются соотношением.

Р = (Кг · А) / R2.

где Р — мощность экспозиционной дозы (Р/ч),.

А — активность источника в милликюри (мКи),.

R — расстояние от источника (см),.

Кг — полная гамма — постоянная источника (Р/ч · см2 / мКи).

Полная ионизационная гамма — постоянная данного изотопа — это мощность экспозиционной дозы Р в рентгенах за час, создаваемая точечным изотопным гамма — источником активностью в 1 милликюри на расстоянии 1 см без начальной фильтрации.

Определить мощность от заданных радионуклидовых источников на указанных расстояниях.

Активность и мощность дозы радионуклидных источников.

Решение:

1. Р11 = (13,2 * 0,2 703)/12 = 0,036 Р/ч Р12 = (13,2 * 0,2 703)/1002 = 3,6 *10 -6 Р/ч Р13 = (13,2 * 0,2 703)/3002 = 3,97 * 10 -7 Р/ч Р21 = (3,55 * 0,5 405)/12 = 0,019 Р/ч Р22 = (3,55 * 0,5 405)/1002 = 1,9 *10 -6 Р/ч Р23 = (3,55 * 0,5 405)/3002 = 2,1 *10−7 Р/ч Р31 = (0,05 * 0,5 405)/12 = 2,7 *10 -4Р/ч Р32 = (0,05 * 0,5 405)/1002 = 2,7 *10 -8 Р/ч Р33 = (0,05 * 0,5 405)/3002 = 3 *10 -9 Р/ч.

2. Р1 = 13,2 * 0, 2 703/1600 = 3,6 *10 -4 Р/ч Р2 = 3,55 * 0, 5 405/1600 = 1,9 *10 -4 Р/ч Р3 = 0,05 * 0, 5 405/1600 = 1,7 *10 -7 Р/ч.

3. Оценка активности и количества биологически активных изотопов J 131, Cs 137, Sr90 при аварийном выбросе на АЭС.

Определить:

• а) активность изотопов на момент выброса в Кюри и Беккерелях.
• б) весовое количество биологически активных изотопов J 131, Cs 137, Sr 90 в выбросе.
• в) снижение активности изотопов с течением времени;
• г) поверхностное заражение земель цезием — 137.

Активность — это мера количества радиоактивных веществ, выраженная числом радиоактивных превращений в единицу времени.

Между активностью и массой радиоактивных веществ существует определенная связь.

m = 0,24 * 10- 23 * М * Т½ * А где m — масса радиоактивного изотопа (граммы);

М — масса атома изотопа (а.е.м.);

Т Ѕ - период полураспада изотопа (сек);

А — активность изотопа (Бк).

техносфера радиация чрезвычайный Активность и масса биологически активных изотопов в аварийном выбросе АЭС и заражение земель.

Для определения изменения активности изотопов с течением времени воспользуемся соотношением, А = А0 * 2 -t / T½.

А0 — активность в начальный момент времени, А — активность по прошествии времени.

T — время, на которое определяется величина активности.

• 4. Вредные производственные факторы и их оценка
• 4.1. Расчет воздухообмена в рабочей зоне.

С целью удаления пыли, газов, аэрозолей и других вредных веществ из рабочей зоны помещений применяют естественную и механическую вентиляцию. Для расчета и проектирования вентиляции необходимо знать воздухообмен.

1. Используя данные, рассчитать воздухообмен.

F = 0,09 м 2.

h = 6,0 м ц =0,7.

t в = 14 0 С.

t н = +7 0 С Определим плотность воздуха внутри помещения и наружного воздуха с = 353/(273 + t).

с вн = 353/(273 + 14) = 1,23 кг/м3.

с вв = 353/(273 + 7) = 1,26 кг/м3.

Определяем тепловой напор

Н т = 9,8 h (с вн — с вв).

Н т = 9,8 * 6,0* (1,26 — 1,23) = 1,76 Па Рассчитаем скорость воздушного потока в вытяжной шахте.

V = 1,42 ц v Н т/ свн.

V = 1,42 * 0,7 v 1,76/ 1,23 = 1,19 м/с Найдем необходимый воздухообмен.

W = 3600 * V * F.

W = 3600 * 1,19 * 0,09 = 385, 56 м³ / ч.

2. Дать характеристику основных вредностей в рабочих зонах сельскохозяйственных предприятий, указать их влияние на организм человека и меры безопасности на рабочих местах.

Сельское хозяйство является отраслью народного хозяйства, которая в очень значительной степени подвержена рискам биологического характера. Причем следует отметить, что подобным рискам подвержены не только получение урожая предприятием, сохранность техники, здоровье и продуктивность сельскохозяйственных животных, но и качество труда работников, их производительность и здоровье. При производстве сельскохозяйственной продукции условия труда зачастую неблагоприятны для нормального функционирования организма человека. Это сильная запыленность при выполнении механизированных работ в поле, ненормированный рабочий день, опасность заражения инфекциями и вирусными заболеваниями от животных, это широко распространенные на сегодняшний день различные аллергические реакции, а также отравление от контакта с биологическими веществами.

Вредные вещества загрязняют воздух рабочей зоны при выполнении многих сельскохозяйственных работ.

К числу профессиональных вредностей, наиболее распространенных в сельском хозяйстве относятся:

вибрации, шум, пыль, вредные вещества, электромагнитные поля и излучения, ионизирующие излучения.

Вредные и опасные производственные процессы в животноводческом комплексе, в кузнечном цеху, в подсобных производствах, при проведении мероприятий по защите растений и т. д. Так в воздухе рабочей зоны механизатора могут присутствовать пыль, пары нефтепродуктов, выпускные газы двигателя, пары и аэрозоли пестицидов и удобрений. В животноводческих помещениях воздух загрязнен аммиаком, сероводородом, в кормоцехах и на зернотоках присутствует минеральная пыль и мучная, которые не только вредны для человека, но и при определенных концентрациях создают взрывоопасные смеси.

Испаряемые пары нефтепродуктов могут привести к серьезным отравлениям, а попадание на кожу может вызвать более серьезные заболевания.

Воздействие пыли вызывает аллергические реакции.

Пестициды вызывают хронические заболевания, например аллергии или рак.

Перед началом использования машин для химической защиты растений необходимо провести их технический осмотр, регулировки, а при необходимости надежный ремонт. Проверяют способность машины к качественной и безопасной работе. При этом используют обычную воду, а вместо химикатов — безвредный порошок (мел, дорожную пыль). Необходимо проверить наличие всех предупредительных надписей на приборах, а при их отсутствии — обязательно восстановить. Основные узлы этих машин каждый год нужно освидетельствовать и проводить с ними гидравлические испытания с рабочим давлением, чтобы проверить надежность сварных швов (все мероприятия производятся перед началом использования машин).

Животноводческие фермы должны быть оборудованы в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами и стандартами. Здесь необходимо постоянно поддерживать чистоту и порядок.

Возникновение и распространение различных инфекционных заболеваний часто связано с тем, что на ферму поступают больные животные. Чтобы это исключить, руководство сельскохозяйственного предприятия и его ветеринарная служба должны тщательным образом следить за тем, чтобы каждое ввозимое животное сопровождалось документально различными свидетельствами и справками о состоянии его здоровья. Для своевременной и правильной профилактики необходимо вовремя распознавать заболевания животных. Для этого обязательно проводится инструктаж персонала фермы, имеющего непосредственное отношение к работе с животными, о симптомах болезней, их причинах и последствиях.

При производстве продукции растениеводства агрономическая служба сельскохозяйственного предприятия обязана следить за профилактикой от болезней и вредителей растений.

В соответствии с Правилами по охране труда в растениеводстве, работодатель должен предусмотреть меры, которые исключают влияние на работника следующих опасных и вредных производственных факторов:

• 1) машин и механизмов, находящихся в движении;
• 2) неогражденных подвижных частей производственного оборудования;
• 3) повышенной или пониженной температуры поверхности оборудования и материалов;
• 4) повышенного значения напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;
• 5) острых кромок, заусенцев, шероховатостей на заготовках, инструментах и оборудовании;
• 6) расположение рабочего места на высоте относительно поверхности земли и пола;
• 7) повышенной запыленности и загазованности воздуха рабочей зоны;
• 8) повышенной или пониженной температуры воздуха рабочей зоны;
• 9) повышенного уровня шума;
• 10) повышенного уровня вибрации;
• 11) повышенной или пониженной влажности воздуха;
• 12) повышенной или пониженной подвижности воздуха;
• 13) недостаточного естественного и искусственного освещения рабочих мест и рабочей зоны;
• 14) повышенного уровня ультрафиолетовой радиации;
• 15) повышенного уровня радиоактивного загрязнения;
• 16) физических и нервно-психических перегрузок (п. 1.12 Правил по охране труда в растениеводстве).

Во время выполнения полевых работ, а именно: боронования, сева и прикатывания посевов, междурядной обработки растений и плодовых деревьев, уборки, вспашки и другой обработки почвы — должны быть приняты меры, которые бы исключали возможность возникновения запыленности в кабине агрегата или сводили бы ее к минимуму. Особо важно соблюдать меры безопасности, которые изложены в инструкциях о работе с химическими веществами.

Все основные средства, применяемые при производстве продукции растениеводства, должны иметь соответствующие закону очистительные устройства и сооружения.

4.2. Расчет мощности электродвигателя для привода вентилятора вытяжной вентиляции в кормоцехе.

Механическая вентиляция применяется в случаях, когда естественная вентиляция не обеспечивает требуемую чистоту воздуха. Вытяжная вентиляция устраивается в помещениях, где необходимо активно удалять загрязненный воздух.

Рассчитать мощность электродвигателя для привода вентилятора вытяжной вентиляции в кормоцехе.

V = 600 м 3.

K = 5 1/ч.

C п = 22 мг/м 3.

SiO 2 = 4%.

C н = 1 мг/м 3.

K з = 2,2.

L т = 420 м.

d т =0,6 м ш т = 0,02.

с в =1,30 кг/м3.

ш м = 1,14.

х = 4,7 м/с з п =0,89.

з в = 0,94.

• 1. Найдем содержание пыли в воздухе помещения
• 600 * 22 = 13 200 мг
• 2. Найдем количество выделяющейся пыли в течение часа с учетом кратности воздухообмена
• 13 200 * 5 = 66 000 мг
• 3. Найдем ПДК пыли при содержании SiO 2 = 4% по таблице приложения

ПДК = 4 мг/м3.

4. Воздухообмен.

W п = 66 000/(4 — 1) =22 000 м3 /ч.

5. Производительность вентилятора.

W в = 66 000 * 2,2 = 145 200 м³ /ч.

6. Потери напора на прямых участках труб Н пп = 0,02*420*1,3*4,72 /(2*0,6) = 201,012 Па.

7. Местные потери напора:

Н м = 0,5*1,14*4,72 *1,3 = 16,367 Па.

8. Напор вентилятора Н в = 201,012 + 16,367 = 217,379 Па.

9. Мощность электродвигателя Р дв = 217,379 * 145 200 /(3,6*106 * 0,94 * 0,89) = 10,48 кВт Задание 2.

Дать описание устройства и схемы приточной, вытяжной и приточно-вытяжной вентиляции.

Приточная вентиляция обеспечивает только подачу чистого воздуха в помещение; удаление воздуха из него происходит в основном через неплотности в ограждающих конструкциях и открывающиеся двери, за счёт возникающего избыточного давления.

Как работает приточная вентиляция.

Схема приточной вентиляции следующая: свежий воздух поступает через фильтры очистки в систему воздуховодов и воздухораспределители помещения. В зимнее время нагревающий элемент обеспечивает подогрев свежего воздуха до заданной температуры для подачи его в помещение. Если воздух загрязнен, то он вытесняется через дверные проемы или через специальные решетки, где расположены вытяжные вентиляторы.

Приточная механическая вентиляционная система состоит:

• 1. Воздухозаборная решетка. Через нее наружный воздух поступает в систему вентиляции. Решетки защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов.
• 2. Фильтр. Этот элемент необходим для защиты, как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли.
• 3. Воздухонагреватель. Предназначен для подогрева воздуха.
• 4. Вентилятор. Служит для подачи свежего воздуха в помещение и создания необходимого давления воздушного потока в сети.
• 5. Электродвигатель.
• 6. Воздуховоды. Служит для того чтобы обработанный воздушный поток распределялся по помещениям.
• 7. устройства для регулирования количества подаваемого воздуха (обычно дроссель-клапан)
• 8. Распределители воздуха. Служит для равномерного распределения воздуха по помещению.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления воздуха из вентилируемого помещения и создания в нём разрежения, за счёт которого в это помещение через неплотности в ограждениях и двери может поступать воздух снаружи и из соседних помещений.

Вытяжная установка включает в себя устройства для забора загрязненного воздуха (они могут быть различных конструкций) — 1, запорно-регулировочные устройства (обычно шиберные задвижки) — 2, сеть воздуховодов — 3, аппарат для очистки воздуха — 4, вентилятор — 5, электродвигатель — 6, выброс воздуха в атмосферу (зонт, факельный выброс) — 7. В качестве аппарата для очистки выбросов может быть установлен пылеуловитель или устройство для очистки от паров и газов.

Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает одновременно подачу воздуха в помещение и организованное удаление его; при этом в зависимости от соотношения количества подаваемого и извлекаемого воздуха в помещении может быть избыточное давление или разрежение.

Схема механической приточно-вытяжной вентиляцию.

1 — воздухозаборная шахта; 2 — камера для очистки и обработки воздуха; 3, 4 — вентиляторы; 5 — воздуховоды вытяжной вентиляции; а — воздуховоды, приточной вентиляции; 7 — устройство для очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха Выводы:

Связи между жизнью, здоровьем людей, положением флоры и фауны и современным уровнем радиационного загрязнения всей планеты и отдельных ее регионов очень сложные. Основными аспектами радиоэкологии является изучение радиоактивного фона, характера антропогенных радиоактивных загрязнений геосфер, продуктов питания, организма человека, исследование эффектов и установка нормативов ионизирующего излучения. По силе и глубине влияния на организм ионизирующее излучение считается самым сильным. Разные организмы имеют неодинаковую стойкость к действию радиоактивного облучения, даже клетки одного организма имеют разную чувствительность.

При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:

• 1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызывать глубокие биологические изменения в организме.
• 2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.
• 3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.
• 4. Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект.
• 5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002 — 0,005 Гр уже наступают изменения в крови.
• 6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.
• 7. Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процессы.

Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод; вода под воздействием излучения расщепляется на водород H и гидроксильную группу ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный оксид, НО и перекись водорода Н О. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

В результате воздействия ионизирующего излучения нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма.

Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например пероральным или ингаляционным путем).

Рассмотрим действие ионизирующего излучения, когда источник облучения находится вне организма.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма. При однократном облучении всего тела человека возможны биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения.

При облучении дозами, в 100−1000 раз превышающими смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения.

Поглощенная доза излучения, вызывающая поражение отдельных частей тела, а затем смерть, превышает смертельную поглощенную дозу облучения всего тела. Смертельные поглощенные дозы для отдельных частей тела следующие: голова — 20, нижняя часть живота — 30, верхняя часть живота — 50, грудная клетка — 100, конечности — 200 Гр.

Созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, привнесла новые опасности и негативные факторы, неведомые в естественной среде обитания. Негативный фактор техносферы — способность какого-либо элемента техносферы причинять ущерб здоровью человека, материальным и культурным ценностям или природной среде.

Основными негативными факторами техносферы являются:

• — Вредный, тяжелый, напряженный труд, связанный с деятельностью человека в производственной среде, обладающей опасными и вредными факторами (работы с химическими веществами, работы с источниками шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучения, работа в горячих цехах, работы на высоте, в шахтах, перемещение грузов вручную, работы в замкнутых объемах, работа в неподвижной позе, оценка и переработка большого объема информации и т. п.).
• — Загрязнение воздуха, воды, почвы и продуктов питания вредными и опасными химическими веществами, вызванное поступлением в окружающую среду токсичных выбросов и сбросов предприятий, а также промышленных и бытовых отходов.
• — Воздействие на человека шума, вибрации, теплового, электромагнитного и ионизирующего излучений, вызванное эксплуатацией промышленных объектов и технических систем.
• — Высокий риск гибели или повреждения здоровья в результате техногенных аварий и катастроф на транспорте, на объектах энергетики и в промышленности.
• — Социальная напряженность, конфликты и стрессы, причиной которых является высокая плотность и скученность населения.

В ближайшем будущем человечество должно научиться прогнозировать негативные воздействия и обеспечивать безопасность принимаемых решений на стадии их разработки,.

Для защиты от действующих негативных факторов создавать и активно использовать защитные средства и мероприятия, всемерно ограничивая зоны действия и уровни негативных факторов. Защита от техногенных опасностей достигается совершенствованием источников опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объектом защиты, применением защитных мер.

Уменьшить потоки веществ, энергий или информации в зоне деятельности человека можно, уменьшая эти потоки на выходе из источника опасности (или увеличением расстояния от источника до человека). Если это практически неосуществимо, то нужно применять защитные меры: защитную технику, организационные мероприятия и т. п. Существование техногенных опасностей и их высокая значимость в современном обществе обусловлены недостаточным вниманием человека к проблеме техногенной безопасности, склонностью к риску и пренебрежению опасностью. Во многом это связано с ограниченными знаниями человека о мире опасностей и негативных последствиях их проявления.

Принципиально:

воздействие вредных техногенных факторов может быть устранено человеком полностью;

воздействие техногенных травмоопасных факторов — ограничено допустимым риском за счет совершенствования источников опасностей и применения защитных средств; воздействие естественных опасностей может быть ограничено мерами предупреждения и защиты.

Практика показывает, что решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя. Для обеспечения защиты в условиях техносферы реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом их сочетанного (одновременного) действия.

Соблюдение предельно допустимых уровней воздействия — один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях техносферы.